結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定,學(xué)習(xí)規(guī)范、正確理解規(guī)范才能更好地應(yīng)用規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),采用合理的技術(shù),
確保工程安全,保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。下面談?wù)勛约簩?duì)規(guī)范一些條文的理解,大家一起討論,共同提高技術(shù)水平。
強(qiáng)制性條文和非強(qiáng)制性條文的約束力
強(qiáng)制性條文直接涉及工程質(zhì)量和安全、人民生命財(cái)產(chǎn)安全、人身健康、環(huán)境保護(hù)和其他公共利益,
即標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中的黑體字條文。設(shè)計(jì)必須無條件嚴(yán)格執(zhí)行,違反強(qiáng)制性條文就是違法,
行政部門依據(jù)法律和法規(guī)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處罰。
非強(qiáng)制性條文是指強(qiáng)制性條文以外的內(nèi)容,雖不是強(qiáng)制執(zhí)行的內(nèi)容,但是違反了非強(qiáng)制性條文的規(guī)定,
造成了工程質(zhì)量事故的要追究責(zé)任。若采取有效措施或具有可靠數(shù)據(jù)保障工程質(zhì)量安全可以放松,甚至可以突破。
規(guī)范中非強(qiáng)制性條文的用詞“應(yīng)”
為了方便執(zhí)行規(guī)范條文,規(guī)范中的非強(qiáng)制性條文按嚴(yán)格程度采用“應(yīng)”、“宜”、“可”等用詞進(jìn)行編制
(只有強(qiáng)制性條文才允許使用 “必須”用詞,強(qiáng)制性條文不允許使用 “宜”用詞),
設(shè)計(jì)執(zhí)行過程中應(yīng)區(qū)別對(duì)待。下面談?wù)剬?duì)規(guī)范用詞“應(yīng)”的理解,下文中《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》
(GB 50011-2010)簡稱“抗規(guī)”,《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 3-2010)簡稱“高規(guī)”。
“應(yīng)”:表示嚴(yán)格,正常情況下均應(yīng)這樣做,反面用詞為“不應(yīng)”和 “不得”。
對(duì)于含有“應(yīng)”的規(guī)范條文,工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真對(duì)待,但有時(shí)由于建筑使用要求很難滿足,
這時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),確保工程結(jié)構(gòu)安全。下面舉例說明:
1. 例一,某學(xué)校建筑中的連廊(抗震設(shè)防類別為乙類),由于使用功能要求建筑寬度6m,長度30m,
可否采用單跨框架結(jié)構(gòu)?
規(guī)范要求:抗規(guī)6.1.5條:“……甲、乙類建筑以及高度大于24m的丙類建筑,不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu);……”。
問題分析:若采用多跨框架結(jié)構(gòu)、框架支撐、框架-剪力墻等結(jié)構(gòu)體系,會(huì)嚴(yán)重影響建筑使用,
沒有規(guī)范應(yīng)用的條件,這時(shí)可采用單跨框架結(jié)構(gòu)體系,但應(yīng)采取加強(qiáng)措施,
可以借鑒高規(guī)中的“抗震性能化設(shè)計(jì)”方法進(jìn)行設(shè)計(jì),保證結(jié)構(gòu)的抗震性能,
使結(jié)構(gòu)具有較好的承載力、剛度和延性,滿足抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。
2. 例二,高層剪力墻結(jié)構(gòu),地上11層,結(jié)構(gòu)房屋高度33.6m,抗震設(shè)防烈度7度,
抗震基本加速度0.15g,III類場地,請(qǐng)問底部加強(qiáng)區(qū)一字墻的最小厚度?
規(guī)范要求:高規(guī)7.2.1條第2款:“一、二級(jí)剪力墻:……,一字獨(dú)立剪力墻底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于220mm,
其他部位不應(yīng)小于180mm?!?/span>
問題分析:上述案例,依據(jù)高規(guī)3.9.3條,結(jié)構(gòu)高度小于80m,抗震等級(jí)為三級(jí);依據(jù)高規(guī)3.9.2條,
設(shè)防烈度 7.5度,III類場地,抗震構(gòu)造措施宜按8度(0.2g)考慮,即本工程抗震構(gòu)造措施宜為二級(jí);
依據(jù)高規(guī)7.2.1條,抗震等級(jí)一級(jí)、二級(jí),底部加強(qiáng)區(qū)的一字形墻肢厚度不應(yīng)小于220mm,
故該墻肢厚度應(yīng)不小于220mm,多數(shù)人不會(huì)提出異議。
但是,抗震設(shè)防烈度7度時(shí),A級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度120m,本工程高度33.6m,33.6/120≈1/4,
結(jié)構(gòu)高度較小。若該工程地上26層,高度78m,高度也未超過80米,二者抗震等級(jí)和構(gòu)造措施的抗震等級(jí)均相同,
即一字形墻肢厚度均應(yīng)不小于220mm。若該工程地上33層,高度100m,高度超過80米,抗震等級(jí)為二級(jí),
構(gòu)造措施的抗震等級(jí)為一級(jí),按上述規(guī)范要求,該一字形墻肢厚度也是應(yīng)不小于220mm。
通過三種情況對(duì)比,房屋高度相差較大,但是一字形墻肢厚度都不小于220mm,個(gè)人感覺不妥!
3. 某剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ),樁采用旋挖鉆孔灌注樁,摩擦型樁基,墻下布樁,
部分墻肢下布樁為滿足最小中心距3d的要求,采用圖1布置方式。
規(guī)范要求:關(guān)于基樁的最小中心距,《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)3.3.3條有要求(見表3.3.3),
條文也有說明,主要基于兩個(gè)方面考慮,
1)減小群樁效應(yīng)對(duì)基樁側(cè)阻力的影響,可有效發(fā)揮基樁的承載力。
2)減小擠土效應(yīng),保證成樁工藝和質(zhì)量。
問題分析:《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)3.3.3條規(guī)定了樁基的布置要求,除了樁距外,
還有“宜將樁布置于墻下”的要求。工程設(shè)計(jì)時(shí)宜將樁布置在墻的轉(zhuǎn)角、縱橫墻交接處和墻的端部,
這樣豎向荷載傳力直接,筏板受力簡單,同時(shí)減小筏板的沖切、受剪和抗彎的內(nèi)力,
進(jìn)而減小筏板厚度,降低造價(jià)。本工程采用旋挖鉆孔灌注樁,屬于非擠土樁,
雖然滿足了規(guī)范最小中心距3d的要求,
但是豎向荷載傳力路徑復(fù)雜,筏板受力也復(fù)雜。適當(dāng)減小樁距,優(yōu)先考慮樁布置在墻轉(zhuǎn)角和交接處,
可以解決豎向荷載傳遞的問題,對(duì)于樁距小于3d產(chǎn)生的樁側(cè)阻力降低的影響,
設(shè)計(jì)時(shí)可折減樁側(cè)阻力復(fù)核樁基承載力。
設(shè)計(jì)建議:
規(guī)范中非強(qiáng)制性條文的用詞“宜”
2. 例二,剪力墻結(jié)構(gòu),地上約束邊緣構(gòu)件的陰影區(qū)如圖1,由于地下室外墻構(gòu)造要求,
墻厚由200mm調(diào)整為250mm,相應(yīng)地下室和地上對(duì)應(yīng)位置的約束邊緣構(gòu)件的陰影區(qū)如圖2,
請(qǐng)問粗框內(nèi)的地下室約束邊緣構(gòu)件的陰影區(qū)長度是否有必要呢?
規(guī)范要求:抗規(guī)6.4.5條第2款:“……。約束邊緣構(gòu)件沿墻肢長度、……宜符合表6.4.5-3的要求(圖6.4.5-2)”,
高規(guī)7.2.15條也有上述規(guī)定。
問題分析:根據(jù)規(guī)范要求,本案例的地下室約束邊緣構(gòu)件的陰影區(qū)長度是“合理的”,甚至可以說“無可挑剔”。
但是由于陰影區(qū)長度的改變,造成部分縱向鋼筋不能對(duì)齊布置,施工時(shí)需要下插錨固或斜坡上延,施工不方便。
震害資料表明地下結(jié)構(gòu)較地上輕微,地下外墻加厚至250mm,即使地下陰影區(qū)長度和地上端部對(duì)齊,
墻肢的抗震能力也比地上要強(qiáng),更不會(huì)降低,并且地下陰影區(qū)的長度嚴(yán)格滿足300mm,設(shè)
計(jì)是不是有點(diǎn)“太認(rèn)真了”,也不會(huì)是規(guī)范條文的初衷,退一步講,陰影區(qū)的長度即使減小50mm,
會(huì)影響墻肢的承載力?
3. 如何把控高規(guī)3.4節(jié)“結(jié)構(gòu)平面布置”和3.5節(jié)“結(jié)構(gòu)豎向布置”中的有關(guān)規(guī)定?
設(shè)計(jì)建議:上述兩節(jié)針對(duì)高層建筑的布置規(guī)則性進(jìn)行了規(guī)定,屬于抗震概念設(shè)計(jì)內(nèi)容,
并且多數(shù)條文采用“宜”用詞。由于建筑使用功能的需要,
當(dāng)下結(jié)構(gòu)布置簡單、均勻、規(guī)則的建筑有時(shí)不能滿足社會(huì)發(fā)展的要求,
多數(shù)建筑存在平面凹凸、樓板開大洞、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、側(cè)向剛度突變、受剪承載力突變、抗側(cè)力墻柱不連續(xù)等
不規(guī)則類型中的一項(xiàng)或多項(xiàng),這時(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先減少不規(guī)則項(xiàng)的數(shù)量和嚴(yán)重程度,
避免超限高層建筑工程。
針對(duì)不規(guī)則項(xiàng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范有關(guān)的規(guī)定,應(yīng)當(dāng)采用可靠的計(jì)算分析方法,采用有效的加強(qiáng)措施,保證建筑物安全。